海葵能够通过刺细胞释放海葵毒素进行捕食和防御。其中的一类毒素是被称为海葵神经毒素的多肽蛋白，它能与神经元、心肌细胞等兴奋性细胞上的离子通道发生特异性的结合，引起细胞内离子浓度的变化，从而影响生物的生理功能。研究表明，很多作用于钠离子通道的海葵神经毒素能够对哺乳动物的心脏产生正性变力作用，增强心肌的收缩能力。　　 根据世界卫生组织统计的数据，每年死于心血管疾病的人数高达1660万，占全世界死亡总人数的三分之一。心脏压力负荷导致的心力衰竭正严重危害着人类的身体健康，而目前用于治疗心力衰竭的临床药物都存在一定的局限性，因此，一种新的疗效好毒性小的抗心衰药物的开发变得至关重要。本实验室从侧花海葵Anthopleurin sp.中分离得到一种新的海葵神经毒素基因HK2a，利用基因工程手段，构建了海葵神经毒素基因Hk2a的融合表达质粒pTRX-Hk2a，HK2a在原核表达系统大肠杆菌中获得了高效、可溶表达。初步的活性研究发现HK2a表达产物Cardiactide能够增强正常SD大鼠离体心房的心肌收缩能力。在实验室前期工作的基础上，本研究对具有我国自主知识产权的Cardiactide，进行了中试规模生产工艺、药效学和药理学的研究。　　 基于损失最少、蛋白稳定、能用于生产的前提，通过超声破碎发酵菌体，采用亲和层析、分子筛层析、酶切去除融合蛋白、进一步分子筛层析分离酶切后的目的蛋白、超滤浓缩和冻干等方法对中试规模发酵的表达产物进行了分离纯化，优化出了中试规模的最佳纯化工艺方案，1L发酵菌液可以纯化出目的蛋白Cardiactide60mg，纯度达95％以上。对工程菌进行的传代遗传稳定性的研究结果表明工程菌株在传代到105代时重组质粒序列仍保持稳定，重组蛋白Cardiactide表达水平与第1代菌株没有显著差别。　　 以静脉滴注1％戊巴比妥钠诱导心衰模型，应用左心室插管技术测定急性心衰豚鼠血流动力学的变化，观察Cardiactide对急性心衰豚鼠左心室功能的影响。实验结果显示，静脉滴注不同浓度Cardiactide的生理盐水溶液，使急性心功能不全时的+dp/dtmax升高，并在225ug/kg左右作用达到峰值，表明Cardiactide静脉滴注能使衰竭心肌的收缩性增强。但是，Cardiactide对豚鼠的心率有一定的影响，可引发心率不齐。　　 实验室前期工作发现，Cardiactide能够有效的抑制心肌细胞上钠离子通道的失活，通过增大钠离子的内流，介导细胞内钙离子的变化，从而起到正向肌力作用。本研究运用膜片钳技术，发现Cardiactide也能够有效地抑制DRG细胞和ND7/23细胞上钠离子通道的失活，通过增大钠离子的内流，引起交感神经兴奋，推测这可能是导致心率不齐症状的原因。　　 综上所述，本文在实验室小试重组表达纯化工艺的基础上，建立了中试规模的Cardiactide的最佳纯化方案，证实了表达Cardiactide的工程菌株的传代稳定性；运用急性心衰豚鼠模型证明了Cardiactide治疗心力衰竭的药效学活性，并应用膜片钳技术，深入地研究了Cardiactide的作用机理，为进一步的临床研究打下了基础。